Годовой расход энергии на отопление и охлаждение

Затраты энергии на обеспечение микроклимата в здании

Особенность систем обеспечения микроклимата состоит в том, что они расхо­дуют большое количество энергоресурсов, в том числе тепловую и электрическую энергию и водопроводную воду.

Количественная оценка энергетической эффективности средств обеспечения микроклимата исходит из величины суммарного годового расхода энергии системами. Годовой расход энергии представляется наиболее объективным энергетическим пока­зателем, так как именно в годовом цикле в полной мере проявляются все режимы по­требления энергии.

В течение года происходит изменение тепловой нагрузки на системы отопле­ния-охлаждения и вентиляции, которые обусловлены годовым ходом параметров на­ружной среды и сезонной сменой параметров микроклимата. Принципиально можно выделить два вида расхода энергии. Первый обусловлен стабилизацией температур­ных условий в помещении (расход энергии на отопление и охлаждение), второй - свя­зан с термодинамической обработкой воздуха в установках вентиляции и кондицио­нирования.

Годовой расход энергии на отопление-охлаждение определяется интегриро­ванием во времени суток и года соответствующих функций времени нагрузки на сис­темы

, (7.1)

где:-период потребления энергии, суток;

- продолжительность суточной ра­боты системы с учетом числа рабочих дней в неделю, ч.

Подстановка в (7.1) величины нагрузки, средней за время суточной работы, позволяет упростить задачу, избежав рассмотрения внутрисуточного изменения на­грузки. В качестве примера на рис.7.1 показана функция изменения во времени года тепловой нагрузки на систему отопления-охлаждения.

0

Рис.7.1. Пример годового изменения средней за время работы нагрузки на систему отопления-охлаждения

Дата начала и окончания отопительного периода соответствует точкам пере­сечения линии тепловой нагрузки с нулевой ординатой. При этом площадь, ограни­ченная кривойи лежащая ниже нулевой ординаты, соответствует годовому рас­ходу тепла на отопление, а площадь под кривой выше нулевой линии - соответствует годовому расходу холода на охлаждение.

Следует иметь в виду, что расход холода - это не расход искусственного холода, который потребляется для охлаждения помещения только в наиболее жаркую часть года. Остальное время охладительного периода возможно охлаждение помещения за

счет «естественного холода» при относительно низкой температуре наружного воз­духа, особенно в ночное время.

Как видно из приведенного примера, продолжительность отопительного и охла­дительного периодов зависит от характера изменения тепловой нагрузки и поэтому индивидуальна для каждого помещения. При централизованном теплоснабжении дата конца отопительного периода может быть разной (при наличии индивидуального ре­гулирования системы отопления), но дата начала отопительного сезона одна для всех зданий.

Нормативный отопительный период в нашей стране определяется как период с устойчивой среднесуточной температурой ниже +8 град. В справочных данных про­должительность отопительного периода и годовой расход тепла на отопление приво­дятся по средним многолетним климатологическим данным. В отдельные годы па­раметры отопительного периода не совпадают с средними многолетними. Так, в ус­ловиях Москвы отклонение числа градусосуток отопительного периода от среднего достигает в отдельные годы от -26% до +20%.

Связь величины отклонения годового расхода от среднего с частотой отклоне­ния устанавливается коэффициентом обеспеченности годового расхода. Расчет расхода тепла с заданной обеспеченностью состоит в интегрировании соответствую­щих кривых годового хода тепловой нагрузки на систему с заданной обеспеченно­стью.

При интегрировании следует учитывать асинхронность распределения обеспе­ченности в отдельные месяцы отопительного периода. Это обстоятельство связано с тем, что появление в году или его части месяцев с одинаковой обеспеченностью па­раметров климата практически невероятно. Так. из рис.7.2 видно, что функция распределения суммы градусосуток за отопительный период, построенная по клима­тологическим данным за отдельные годы (линия 2), существенно отличается от функции распределения (линия 1), построенной интегрированием кривых годового хода температуры наружного воздуха с одинаковой обеспеченностью во всех месяцах отопительного периода.

Рис.7.2.Сопоставление функций распределения числа градусосуток отопительного периода в Москве